JP4848320B2 - Parameter identification apparatus and program thereof - Google Patents

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Description

本発明は、非線形な物理モデルを用いてシミュレーションを行い、その出力と最適化対象の出力を比較し、その比較結果に基づき物理モデルのパラメータを繰り返し修正することにより、各パラメータを真値に漸近させていくパラメータの同定に関する。   The present invention performs a simulation using a nonlinear physical model, compares the output with the output to be optimized, and repeatedly corrects the parameters of the physical model based on the comparison result, thereby asymptotically bringing each parameter to a true value. It relates to the identification of parameters to be performed.

従来より、モデルを用いたシミュレーションなどが行われており、このためには実態に則したモデルが必要となる。このため、モデルの諸元を決定する必要があり、モデルの諸元を実験データから同定することが行われており、この場合は同定が精度良く行えたかを判定するプロセスが必要である。   Conventionally, simulation using a model has been performed, and for this purpose, a model in accordance with the actual situation is required. For this reason, it is necessary to determine the specifications of the model, and the specifications of the model are identified from experimental data. In this case, a process for determining whether the identification has been performed with high accuracy is required.

ここで、特許文献1には、適応制御器を車載し、内燃機関の適応パラメータを適応制御器で計算して、内燃機関の燃料噴射を制御することが記載されている。そして、この特許文献1では、各種の適応パラメータを調整する場合において、適応パラメータの変化速度を決定する同定誤差信号を所定の範囲に設定することで、同定誤差信号が変動した場合にも適応パラメータの変化速度を安定化して、良好な制御性を得ることが示されている。なお、同定誤差信号の範囲は、運転状態に応じて設定することなども記載されている。   Here, Patent Document 1 describes that an adaptive controller is mounted on the vehicle, and an adaptive parameter of the internal combustion engine is calculated by the adaptive controller to control fuel injection of the internal combustion engine. And in this patent document 1, when adjusting various adaptive parameters, by setting the identification error signal which determines the change speed of an adaptive parameter to a predetermined range, even if an identification error signal fluctuates, adaptive parameter It has been shown that a good controllability can be obtained by stabilizing the rate of change of. It is also described that the range of the identification error signal is set according to the operating state.

特開平8−291746号公報JP-A-8-291746

上述のように、特許文献1では、適応パラメータの変化速度を決定する同定誤差信号を所定の範囲に設定することで適応パラメータの変化速度を安定させて制御性を改善している。すなわち、適応パラメータの変化速度を制限することで、適応パラメータが適正値に収束しやすくしている。しかし、この手法では、変化速度が遅いため、収束までに時間が比較的長く、収束までの時間を短くしたいという要求がある。   As described above, in Patent Document 1, the identification error signal for determining the change speed of the adaptive parameter is set within a predetermined range, thereby stabilizing the change speed of the adaptive parameter and improving the controllability. That is, by limiting the change speed of the adaptation parameter, the adaptation parameter is easily converged to an appropriate value. However, in this method, since the change speed is slow, there is a demand for a relatively long time until convergence and to shorten the time until convergence.

本発明は、非線形な物理モデルを用いてシミュレーションを行い、その出力と最適化対象の出力を比較し、その比較結果に基づき物理モデルのパラメータを繰り返し修正することにより、各パラメータを真値に漸近させていくパラメータの同定装置であって、前記比較において得られる誤差の変化量に基づいて、パラメータの修正量についての上下限値を設定することで前記上下限値を逐次変更することを特徴とする。   The present invention performs a simulation using a nonlinear physical model, compares the output with the output to be optimized, and repeatedly corrects the parameters of the physical model based on the comparison result, thereby asymptotically bringing each parameter to a true value. An apparatus for identifying a parameter, wherein the upper and lower limit values are sequentially changed by setting upper and lower limit values for a parameter correction amount based on an error change amount obtained in the comparison. To do.

また、前記比較に得られる誤差の変化量は、前回の出力の誤差と今回の出力の誤差との差であることが好適である。   Further, it is preferable that the change amount of the error obtained in the comparison is a difference between the error of the previous output and the error of the current output.

また、前記誤差は、所定期間における最適化対象の出力とモデル出力の誤差の二乗和であり、前記修正量は二乗和のパラメータの変化に対する勾配に基づいて決定されることが好適である。   The error is preferably a sum of squares of an error between an output to be optimized and a model output in a predetermined period, and the correction amount is preferably determined based on a gradient with respect to a change in a parameter of the sum of squares.

さらに、本発明は、上記装置において実行されることで、上記処理をコンピュータの行わせるプログラムに関する。   Furthermore, the present invention relates to a program that causes a computer to execute the above processing by being executed in the above apparatus.

このように、本発明によれば、パラメータの修正量について、得られた誤差に基づいて逐次決定された制限をかけるため、パラメータの同定を比較的早めに収束させることができる。   As described above, according to the present invention, the parameter correction amount is restricted based on the obtained error, so that the parameter identification can be converged relatively quickly.

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図2には、本実施形態において、同定の対象となる油圧系の概略構成を示す。エンジンには、自動変速機が接続されており、この自動変速機によりエンジン出力軸の回転が変更されてタイヤに伝達される。自動変速機は、油圧の供給を受け、変速動作を行う。例えば、車両の走行状態に応じて変速タイミングとなった場合には、ECU(電子制御ユニット)がこれを検出し、変速指令に応じた電流を油圧制御回路に供給し、油圧制御回路自動変速機内のクラッチパックへの油圧を制御して変速動作が行われる。   FIG. 2 shows a schematic configuration of a hydraulic system to be identified in the present embodiment. An automatic transmission is connected to the engine, and the rotation of the engine output shaft is changed by this automatic transmission and transmitted to the tire. The automatic transmission receives a hydraulic pressure and performs a shift operation. For example, when the shift timing comes according to the running state of the vehicle, an ECU (electronic control unit) detects this, supplies a current according to the shift command to the hydraulic control circuit, and in the hydraulic control circuit automatic transmission The shift operation is performed by controlling the hydraulic pressure to the clutch pack.

ここで、この自動変速機の油圧系は、エンジンで駆動される油圧ポンプを有し、この油圧ポンプからのオイルが油圧ラインに供給される。この油圧ラインの油圧ポンプの近くには油圧調整弁が設けられており、これによって油圧ラインにおけるライン圧(元圧)が所定値に制御される。油圧ラインには、リニアソレノイド弁が設けられており、油圧ラインのライン圧のクラッチパックへの供給を制御している。なお、リニアソレノイド弁からクラッチパックへ至る流路には、オリフィスが設けられ、クラッチパックへの油圧の供給を制限している。また、クラッチパックは、油圧によってピストンをばね圧に抗して移動させることで、入力側のディスクと出力側のディスクの係合・解放を制御するものである。例えば、1速から2速への変速であれば、元々入力側のディスクと係合している1速の出力ディスクを解放し、2速の出力ディスクを係合させる。   Here, the hydraulic system of the automatic transmission has a hydraulic pump driven by an engine, and oil from the hydraulic pump is supplied to the hydraulic line. A hydraulic pressure adjusting valve is provided near the hydraulic pump in the hydraulic line, and thereby the line pressure (original pressure) in the hydraulic line is controlled to a predetermined value. A linear solenoid valve is provided in the hydraulic line, and the supply of the line pressure of the hydraulic line to the clutch pack is controlled. Note that an orifice is provided in the flow path from the linear solenoid valve to the clutch pack to limit the supply of hydraulic pressure to the clutch pack. The clutch pack controls the engagement / release of the input side disk and the output side disk by moving the piston against the spring pressure by hydraulic pressure. For example, when shifting from the first speed to the second speed, the first-speed output disk originally engaged with the input-side disk is released, and the second-speed output disk is engaged.

このような制御対象となる油圧系を考えると、入力は油圧指令値であり、出力はクラッチパックへの供給油圧になる。   Considering such a hydraulic system to be controlled, the input is a hydraulic pressure command value, and the output is the hydraulic pressure supplied to the clutch pack.

図3には、本実施形態におけるパラメータの同定の概要を示してある。実機の油圧系出力とモデル出力との誤差を基に、油圧詳細モデル内の(i)〜(iv)のパラメータを同定することを示している。この例では、パラメータ(i)油圧系の時定数、(ii)クラッチパックの詰り位置、(iii)クラッチ作動荷重、(iv)油圧不感帯幅である。油圧指令値は、油圧詳細モデルに供給される。この油圧詳細モデルは、設計条件モデルと、特性変動モデルからなっている。そして、油圧指令値を入力することによって、油圧詳細モデルからは、クラッチパックに供給される油圧が出力される。また、実機の油圧系にも油圧指令値を供給し実際に出力される油圧を計測する。そして、両者の誤差が算出され、これが同定(最適化)手法に供給される。同定手法では、油圧詳細モデルの中の特性変動モデルの特性パラメータを誤差に応じて変更し、パラメータ(i)〜(iv)について新しいパラメータを特性変動モデルに設定する。これによって、次の油圧詳細モデルが設定されて、この出力を得るという動作が繰り返される。   FIG. 3 shows an overview of parameter identification in the present embodiment. It shows that the parameters (i) to (iv) in the detailed hydraulic model are identified based on the error between the hydraulic system output of the actual machine and the model output. In this example, the parameters are (i) the time constant of the hydraulic system, (ii) the clogging position of the clutch pack, (iii) the clutch operating load, and (iv) the hydraulic dead zone. The oil pressure command value is supplied to the oil pressure detailed model. This hydraulic detail model is composed of a design condition model and a characteristic variation model. Then, by inputting the hydraulic pressure command value, the hydraulic pressure supplied to the clutch pack is output from the detailed hydraulic model. The hydraulic pressure command value is also supplied to the actual hydraulic system to measure the hydraulic pressure that is actually output. Then, the error between the two is calculated and supplied to the identification (optimization) method. In the identification method, the characteristic parameter of the characteristic variation model in the hydraulic detail model is changed according to the error, and new parameters for parameters (i) to (iv) are set in the characteristic variation model. As a result, the next hydraulic detail model is set and the operation of obtaining this output is repeated.

また、図4Aには、油圧系のブロック図が示されている。まず、変速指令がECUに供給される。ECUは、変速指令に応じてリニアソレノイド弁にこれが動作するための信号を供給する。なお、実際には、解放側の油圧ラインのリニアソレノイド弁に対する解放用の信号と、係合側の油圧ラインのリニアソレノイド弁に対する係合用の信号の両方である。これによって、オリフィス流路にリニアソレノイド弁の動作に伴うオイルがクラッチパックに供給され、クラッチ圧が決定される。なお、オリフィス流路の流量:qとし、クラッチパックにおけるクラッチピストンストローク:xc、クラッチ面積Ac、クラッチ圧Pcとする。   FIG. 4A shows a block diagram of the hydraulic system. First, a shift command is supplied to the ECU. The ECU supplies a signal for operating the linear solenoid valve in response to the shift command. Actually, both a release signal for the linear solenoid valve of the release hydraulic line and an engagement signal for the linear solenoid valve of the engagement hydraulic line are both used. As a result, the oil accompanying the operation of the linear solenoid valve is supplied to the orifice flow path to the clutch pack, and the clutch pressure is determined. Note that the flow rate of the orifice channel is q, the clutch piston stroke in the clutch pack is xc, the clutch area Ac, and the clutch pressure Pc.

図4Bには、同定する油圧系の諸元について示してある。変速指令が入力されるとECUでは、この指令に対する遅れが発生する。この例では、遅れは1/(T・s+1)で表され、Tが時定数であり、これがパラメータ(i)になる。また、リニアソレノイド弁には、動作開始までの不感帯があり、これがパラメータ(iv)となる。   FIG. 4B shows the specifications of the hydraulic system to be identified. When a shift command is input, the ECU generates a delay with respect to this command. In this example, the delay is expressed by 1 / (T · s + 1), where T is a time constant, which is the parameter (i). Further, the linear solenoid valve has a dead zone until the operation starts, and this is the parameter (iv).

オリフィスは、その流量qcが、qc=C0・Ac√{2(Pl−Pc)/ρ}によって決定される。ここで、Plはオリフィスの上流側圧力、Pcはクラッチパック側圧力、ρはオイルの密度、C0はオイルの粘度(開口比、レイノルズ数)に関する定数である。 Orifice, the flow rate qc is determined by qc = C 0 · Ac√ {2 (Pl-Pc) / ρ}. Here, Pl is the upstream pressure of the orifice, Pc is the clutch pack side pressure, ρ is the density of the oil, and C 0 is a constant relating to the viscosity (opening ratio, Reynolds number) of the oil.

そして、クラッチパックにおいては、そのクラッチピストンストロークxc及びクラッチ圧PCは、xc=∫qcdt/Ac,Pc=Kc・xc/Acで表される。Kcは定数である。さらに、クラッチパックの動作は、パック詰まりによって大きく影響を受ける。そこで、パック詰まり位置をxc_maxとして、その位置でのクラッチ圧をPc_maxとする。従って、パック詰まり位置において、xc=xc_max,Pc=Kc・xc_max/Ac=PC_maxとなる。   In the clutch pack, the clutch piston stroke xc and the clutch pressure PC are expressed as xc = ∫qcdt / Ac, Pc = Kc · xc / Ac. Kc is a constant. Furthermore, the operation of the clutch pack is greatly affected by the clogging of the pack. Therefore, the pack clogging position is set to xc_max, and the clutch pressure at that position is set to Pc_max. Therefore, at the pack clogging position, xc = xc_max, Pc = Kc · xc_max / Ac = PC_max.

次に、本実施形態におけるパラメータの同定について、図1A、図1Bのフローチャートに従って説明する。なお、説明では、実機の出力データの代わりに、パラメータ(i)〜(iv)の値を適当に変動させた油圧詳細モデルの出力を用いる。   Next, parameter identification in the present embodiment will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 1A and 1B. In the description, the output of the hydraulic detail model in which the values of the parameters (i) to (iv) are appropriately changed is used instead of the output data of the actual machine.

まず、ステップ1では、同定(最適化)するモデルパラメータの初期(ノミナル)値[a(1) b(1) c(1) d(1)]を決定する。このノミナル値は、通常考えられる正しそうな値とすることが好ましい。なお、この例において、同定の対象とする油圧系諸元を図4Bに破線の丸印で示してある。   First, in step 1, initial (nominal) values [a (1) b (1) c (1) d (1)] of model parameters to be identified (optimized) are determined. This nominal value is preferably set to a value that is normally conceivable. In this example, the hydraulic system specifications to be identified are indicated by broken-line circles in FIG. 4B.

ステップ2、3では、モデルのシミュレーションを行い、図5のようにモデル出力と実機の出力との誤差を得る。本実施形態では、この誤差の二乗和を評価値としており、これを式(1)または式(2)により計算する。式(1)はアナログデータの連続系の場合であり、式(2)はサンプリングデータによる離散系の場合である。連続系の場合、時間t=0〜tfまで、出力油圧Pcの誤差の二乗を積分した値であり、離散系の場合、N個のサンプルの誤差の二乗和のN分の1となっている。   In steps 2 and 3, the model is simulated, and an error between the model output and the actual machine output is obtained as shown in FIG. In the present embodiment, the sum of squares of this error is used as an evaluation value, and this is calculated according to formula (1) or formula (2). Expression (1) is a case of a continuous system of analog data, and Expression (2) is a case of a discrete system using sampling data. In the case of a continuous system, it is a value obtained by integrating the square of the error of the output hydraulic pressure Pc from time t = 0 to tf, and in the case of a discrete system, it is 1 / N of the square sum of the errors of N samples. .

Figure 0004848320
Figure 0004848320

続いてステップ4において、式(1)または式(2)の誤差(評価値:誤差の二乗和)が閾値以内なら、目標とする出力が得られているため同定のステップは終了する。   Subsequently, in step 4, if the error (evaluation value: sum of squares of error) in equation (1) or equation (2) is within a threshold, the target output is obtained and the identification step is terminated.

ステップ4においてNO、すなわち誤差(評価値)が閾値より大きい場合には、ステップ5に進み、モデルパラメータの初期値を適当にずらしたものを新たなパラメータに設定する(式(3))。
[a(1) b(1) c(1) ...]=[a(1)+δ1 b(1)+δ2 c(1)+δ3 ...] (3)
If NO in step 4, that is, if the error (evaluation value) is larger than the threshold value, the process proceeds to step 5 to set a new parameter obtained by appropriately shifting the initial value of the model parameter (formula (3)).
[a (1) b (1) c (1) ...] = [a (1) + δ 1 b (1) + δ 2 c (1) + δ 3 ...] (3)

ステップ6では、式(3)のパラメータにより、ステップ2と同様にモデルシミュレーションを行い、ステップ7で式(1)または式(2)により再度誤差(評価値)を計算して、ステップ8で誤差(評価値)が閾値以内か判定する。ステップ8の判定で閾値以内なら、同定のステップは終了する。一方、ステップ8の判定で、誤差(評価値)が閾値より大きい場合には、ステップ9へ進む。   In step 6, model simulation is performed in the same manner as in step 2 using the parameters of equation (3). In step 7, an error (evaluation value) is calculated again using equation (1) or equation (2). It is determined whether (evaluation value) is within a threshold value. If the determination in step 8 is within the threshold value, the identification step ends. On the other hand, if it is determined in step 8 that the error (evaluation value) is larger than the threshold value, the process proceeds to step 9.

ステップ9では、各パラメータの要因効果から勾配ベクトルを計算する。このために、まず図3、図4Bに示した4つのパラメータ(i)〜(iv)に対して、表1に示すように2水準(1つのパラメータについて2つの値)のパラメータの組合せ、計16通り用意し、各組合せごとに誤差の二乗和J1〜J16を計算する。   In step 9, a gradient vector is calculated from the factor effect of each parameter. For this purpose, first, with respect to the four parameters (i) to (iv) shown in FIGS. 3 and 4B, combinations of two levels (two values for one parameter) as shown in Table 1, Sixteen patterns are prepared, and error sums of squares J1 to J16 are calculated for each combination.

Figure 0004848320
Figure 0004848320

求めた誤差から、表2に示すように、各パラメータの水準(2水準)ごとに、要因効果(水準ごとの平均値)を計算する。   As shown in Table 2, the factor effect (average value for each level) is calculated for each parameter level (2 levels) from the obtained error.

Figure 0004848320
Figure 0004848320

すなわち、Ja(1)は、パラメータ(油圧系時定数)がa(1)(水準1)である時の誤差の二乗和の平均値(評価値)、Ja(2)は、パラメータ(油圧系時定数)がa(2)(水準2)である時の誤差の二乗和の平均値である。Jb(1),Jb(2),Jc(1),Jc(2),Jd(1),Jd(2)も同様に各パラメータについての水準1、2の際の評価値の平均値である。従って、この表2から各パラメータについて水準1,2の変化に対する効果がわかる。 That is, J a (1) is the average value (evaluation value) of the square sum of errors when the parameter (hydraulic system time constant) is a (1) (level 1), and J a (2) is the parameter ( This is an average value of the sum of squares of errors when the hydraulic system time constant) is a (2) (level 2). Similarly, Jb (1), Jb (2), Jc (1), Jc (2), Jd (1), Jd (2) are average values of the evaluation values at the levels 1 and 2 for each parameter. . Therefore, Table 2 shows the effect of each parameter on the level 1 and 2 changes.

このような表2の要因効果から、式(4)で定義するパラメータ全体の勾配ベクトル[Sa(1) Sb(1) Sc(1) Sd(1)]が求められる。すなわち、上記勾配ベクトルの1つ1つの要素が1つのパラメータの水準1,2に対する出力の勾配である。   From the factor effects in Table 2, the gradient vector [Sa (1) Sb (1) Sc (1) Sd (1)] of the entire parameter defined by Expression (4) is obtained. That is, each element of the gradient vector is an output gradient with respect to levels 1 and 2 of one parameter.

Figure 0004848320
Figure 0004848320

ステップ10では、勾配ベクトルS(i)に基づき、パラメータの修正量を計算する。ここで、iは何回目の計算かを示しており、上記水準1,2は1回目、2回目の計算に用いたものを表しており、3回目の計算ではi=3であり、水準1がi=2、水準2がi=3となる。   In step 10, the parameter correction amount is calculated based on the gradient vector S (i). Here, i indicates the number of calculations, and the above levels 1 and 2 represent those used for the first and second calculations, i = 3 in the third calculation, and level 1 I = 2 and level 2 is i = 3.

次のモデルパラメータは、スカラ値kを用いて式(5)により計算する。   The next model parameter is calculated by equation (5) using the scalar value k.

Figure 0004848320
Figure 0004848320

このようにして、各パラメータについて、評価値に応じた修正量を加算して、次のパラメータが決定される。そして、次のパラメータが決定された場合には、ステップ6に戻って、誤差が閾値以下になるまで同じステップを繰り返す。   In this way, the next parameter is determined by adding the correction amount corresponding to the evaluation value for each parameter. When the next parameter is determined, the process returns to step 6 and the same steps are repeated until the error becomes equal to or less than the threshold value.

このようにして、誤差が所定値以下となるパラメータ(=油圧諸元)を同定することができる。
「修正量についての制限」
In this way, it is possible to identify a parameter (= hydraulic specification) whose error is equal to or less than a predetermined value.
"Restrictions on correction amount"

ここで、本実施形態においては、図1Aのステップ9とステップ10の間に図1Bに示すステップ20を設ける。すなわち、このステップ20によって、式(4)の勾配ベクトルS(i)の各要素の大きさを、誤差の二乗和値に応じて制限する。   Here, in this embodiment, step 20 shown in FIG. 1B is provided between step 9 and step 10 in FIG. 1A. That is, in step 20, the size of each element of the gradient vector S (i) in the equation (4) is limited according to the square sum of errors.

すなわち、ステップ9において、勾配ベクトル[Sa(i) Sb(i) Sc(i) Sd(i)]が計算された場合には、得られた1つのパラメータaの勾配Sa(i)がその上限値Samaxと比較される(ステップ21)。このステップ21の判定でYesの場合には、Sa(i)=Samaxとする(ステップ22)。なお、この例では、Samax=√[(1/2)・(Ja(i)/k)]としている。ステップ21の判定において、Noの場合には、ステップ22の処理は行わない。   That is, when the gradient vector [Sa (i) Sb (i) Sc (i) Sd (i)] is calculated in step 9, the obtained gradient Sa (i) of one parameter a is the upper limit. It is compared with the value Samax (step 21). If the determination in step 21 is Yes, Sa (i) = Samax is set (step 22). In this example, Samax = √ [(1/2) · (Ja (i) / k)]. If the determination in step 21 is No, the process in step 22 is not performed.

次に、勾配Sa(i)がその下限値−Samaxと比較される(ステップ23)。このステップ23の判定でYesの場合には、Sa(i)=−Samaxとする(ステップ24)。ステップ23の判定において、Noの場合には、ステップ24の処理は行わない。   Next, the gradient Sa (i) is compared with the lower limit value -Samax (step 23). If the determination in step 23 is Yes, Sa (i) = − Samax is set (step 24). If the determination in step 23 is No, the process of step 24 is not performed.

同様にして、全てのパラメータについて同様の処理を行うことで、全てのパラメータについての勾配Sa(i),Sb(i),Sc(i),Sd(i)について上下限値を超える場合に、これを上下限の設定値にセットすることができる。   Similarly, when the same processing is performed for all parameters, the upper and lower limits are exceeded for the gradients Sa (i), Sb (i), Sc (i), and Sd (i) for all parameters. This can be set to upper and lower set values.

このようにして、ステップ20によって、勾配ベクトル[Sa(i) Sb(i) Sc(i) Sd(i)]の各要素について、上下限値の制限が掛けられる。   In this manner, the upper and lower limit values are restricted by the step 20 for each element of the gradient vector [Sa (i) Sb (i) Sc (i) Sd (i)].

そして、このような各要素について上下限値の制限が掛けられた勾配ベクトルがステップ10に供給され、これに基づいて各パラメータの修正が行われる。   Then, a gradient vector in which the upper and lower limit values are applied to each element is supplied to step 10, and each parameter is corrected based on the gradient vector.

次に、修正量の制限について、具体的に説明する。まず、基本的な考え方を、図5に示す。同図は、修正回数がiの時のパラメータがa(i)で、モデルと実際の出力との誤差の二乗和値がJ(i)であることを示している。この時、修正i+1時における誤差の二乗和J(i+1)の変化量ΔJ(i)=J(i+1)−J(i)が、ある範囲、例えば1/2*J(i)の範囲に入るように式(4)の勾配ベクトルの大きさに制限をかければ、誤差の二乗和値J(i)は、ある変化量の範囲内(1/2*J(i)の範囲内)でしか変化しないので、同定パラメータの収束性も安定するものと考えられる。   Next, the limitation on the correction amount will be specifically described. First, the basic concept is shown in FIG. This figure shows that the parameter when the number of corrections is i is a (i), and the square sum of the error between the model and the actual output is J (i). At this time, the change amount ΔJ (i) = J (i + 1) −J (i) of the square sum of errors J (i + 1) at the time of correction i + 1 falls within a certain range, for example, a range of 1/2 * J (i). Thus, if the size of the gradient vector in equation (4) is limited, the square sum of errors J (i) can only be within a certain amount of change (in the range of 1/2 * J (i)). Since it does not change, the convergence of the identification parameter is considered to be stable.

次に、上記の考えを具体的に式で表現する。式(5)の関係式の中で、パラメータaを対象に説明する(式(6))。   Next, the above idea is specifically expressed by an expression. In the relational expression of Expression (5), the parameter a will be described as an object (Expression (6)).

a(i+1)=a(i)+k・Sa(i) (6)   a (i + 1) = a (i) + k · Sa (i) (6)

ここで、iは修正回数である。   Here, i is the number of corrections.

図5の誤差の二乗和の変化量ΔJ(i)は、式(7)のように計算できる。   The change amount ΔJ (i) of the sum of squares of the error in FIG. 5 can be calculated as in Expression (7).

Figure 0004848320
Figure 0004848320

ここで、閾値の導出を間単にするために、修正i回目の勾配Sa(i)と修正i+1回目の勾配Sa(i+1)は同じ値をとるものと仮定する。この時、式(7)は最大の勾配値Samax(i)。すなわち、閾値と、誤差の二乗和の変化量の最大値|ΔJ(i)|maxを用いて、式(7)’のように書け、同式から閾値が式(8)のように導かれる。   Here, in order to simplify the derivation of the threshold value, it is assumed that the corrected i-th gradient Sa (i) and the corrected i + 1-th gradient Sa (i + 1) have the same value. At this time, Equation (7) is the maximum gradient value Samax (i). That is, using the threshold value and the maximum value | ΔJ (i) | max of the error sum of squares of error, it can be written as equation (7) ′, and the threshold value is derived from the equation as equation (8). .

Figure 0004848320
Figure 0004848320

誤差の二乗和の変化量の最大値|ΔJ(i)|maxとして、例えば|ΔJ(i)|max=|(1/2)J(i)|とすれば、式(8)は式(8)’となる。   Assuming that | ΔJ (i) | max = | (1/2) J (i) | as the maximum value | ΔJ (i) | max of the change amount of the square sum of errors, for example, Equation (8) 8) '.

Figure 0004848320
Figure 0004848320

なお、上記|(1/2)J(i)|の分母は、2である必要はなく、2〜n(n:正数値)の値を適宜設定しても良い。このようにして、修正量についての閾値を設定し、毎回の計算結果(誤差の二乗和)に応じて、修正量に制限を掛けることができる。   Note that the denominator of | (1/2) J (i) | does not have to be 2, and a value of 2 to n (n: positive value) may be set as appropriate. In this way, the threshold value for the correction amount can be set, and the correction amount can be limited according to the calculation result (sum of squares of errors) each time.

図6、7は、本実施形態を適用して同定した結果である。約15回の修正で、パラメータは真値に安定して収束しているのがわかる。   6 and 7 show the results of identification by applying this embodiment. It can be seen that the parameter is stably converged to the true value after about 15 corrections.

図8、9は、図6、7と同じ条件(パラメータの初期値、修正ゲイン)で、何ら制限を掛けずに同定を行った結果であり、図8は同定結果の時系列波形、図9は、修正による各パラメータの変化を示す図である。   8 and 9 show the results of identification without any limitation under the same conditions (initial values of parameters and correction gain) as in FIGS. 6 and 7. FIG. 8 shows the time-series waveform of the identification results, FIG. These are figures which show the change of each parameter by correction.

さらに、図10、11は、図6、7と同じ条件(パラメータの初期値、修正ゲイン)で、勾配ベクトルについて、パラメータが安定して収束可能な所定の範囲(閾値)内に制限して同定を行った場合の結果であり、図10は同定結果の時系列波形、図11は、修正による各パラメータの変化を示す図である。このように、パラメータは真値に安定して収束している。しかし、収束までの収束回数が約50回程度と多く、収束速度が遅いことがわかる。   Further, FIGS. 10 and 11 identify the gradient vector within the predetermined range (threshold value) in which the parameter can be stably converged under the same condition (initial value of parameter, correction gain) as in FIGS. FIG. 10 is a time-series waveform of identification results, and FIG. 11 is a diagram showing changes in parameters due to correction. In this way, the parameter is stably converged to the true value. However, it can be seen that the number of times of convergence until convergence is as high as about 50, and the convergence speed is slow.

パラメータ同定の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of parameter identification. パラメータの修正量の上下限値を設定する処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process which sets the upper and lower limit value of the parameter correction amount. 油圧制御系の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of a hydraulic control system. パラメータの同定方法の概要を示す図である。It is a figure which shows the outline | summary of the identification method of a parameter. 油圧系のブロック線図である。It is a block diagram of a hydraulic system. 同定する油圧系の諸元を示す図である。It is a figure which shows the item of the hydraulic system to identify. 勾配ベクトルの大きさに対する制限のかけ方を示す図である。It is a figure which shows how to apply the restriction | limiting with respect to the magnitude | size of a gradient vector. 同定結果1:時系列波形を示す図である。Identification result 1: It is a figure which shows a time series waveform. 同定結果2:パラメータ値と誤差の二乗和を示す図である。Identification result 2: It is a figure which shows the square sum of a parameter value and an error. 同定結果1:時系列波形を示す図である。Identification result 1: It is a figure which shows a time series waveform. 同定結果2:パラメータ値と誤差の二乗和を示す図である。Identification result 2: It is a figure which shows the square sum of a parameter value and an error. 同定結果1:時系列波形を示す図である。Identification result 1: It is a figure which shows a time series waveform. 同定結果2:パラメータ値と誤差の二乗和を示す図である。Identification result 2: It is a figure which shows the square sum of a parameter value and an error.

Claims (4)

非線形な物理モデルを用いてシミュレーションを行い、その出力と最適化対象の出力を比較し、その比較結果に基づき物理モデルのパラメータを繰り返し修正することにより、各パラメータを真値に漸近させていくパラメータの同定装置であって、
前記比較において得られる誤差の変化量に基づいて、パラメータの修正量についての上下限値を設定することで前記上下限値を逐次変更することを特徴とするパラメータの同定装置。
A parameter that makes each parameter asymptotic to a true value by performing a simulation using a nonlinear physical model, comparing the output with the output of the optimization target, and repeatedly correcting the parameters of the physical model based on the comparison result The identification device of
An apparatus for identifying a parameter, wherein the upper and lower limit values are sequentially changed by setting upper and lower limit values for a parameter correction amount based on an error change amount obtained in the comparison.
請求項1に記載のパラメータの同定装置において、
前記比較に得られる誤差の変化量は、前回の出力の誤差と今回の出力の誤差との差であることを特徴とするパラメータの同定装置。
The parameter identification device according to claim 1,
An apparatus for identifying a parameter, characterized in that the amount of error change obtained in the comparison is a difference between a previous output error and a current output error.
請求項1または2に記載のパラメータの同定装置において、
前記誤差は、所定期間における最適化対象の出力とモデル出力の誤差の二乗和であり、前記修正量は二乗和のパラメータの変化に対する勾配に基づいて決定されることを特徴とするパラメータの同定装置。
In the parameter identification device according to claim 1 or 2,
The error is a square sum of an error between an output to be optimized and a model output in a predetermined period, and the correction amount is determined based on a gradient with respect to a change in a parameter of the sum of squares. .
非線形な物理モデルを用いてシミュレーションを行い、その出力と最適化対象の出力を比較し、その比較結果に基づき物理モデルのパラメータを繰り返し修正することにより、各パラメータを真値に漸近させていくパラメータの同定処理をコンピュータに実行させるパラメータの同定プログラムであって、
前記比較において得られる誤差に基づいて、パラメータの修正量についての上下限値を設定することで前記上下限値を逐次変更する工程をコンピュータに実行させることを特徴とするパラメータの同定プログラム。
A parameter that makes each parameter asymptotic to a true value by performing a simulation using a nonlinear physical model, comparing the output with the output of the optimization target, and repeatedly correcting the parameters of the physical model based on the comparison result A parameter identification program for causing a computer to execute the identification process of
A parameter identification program that causes a computer to execute a step of sequentially changing the upper and lower limit values by setting upper and lower limit values for a parameter correction amount based on an error obtained in the comparison.
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